二维接触问题的无网格伽辽金-有限元耦合方法 被引量：13

1

作者 刘天祥 刘更 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期499-503,共5页

研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗... 研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗糙表面与刚性平面的弹性 -理想塑性接触进行求解 ,在对无网格区域相关参数研究的基础上 ,指出了用无网格伽辽金 展开更多

关键词 无网格伽辽金-有限元耦合方法 弹性-理想塑性接触 线性规划法

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二维无网格伽辽金—有限元耦合方法的研究 被引量：13

2

作者 刘天祥 刘更 徐华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期602-607,共6页

论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细... 论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细阐述。编制相应程序 ,通过算例表明拉格朗日乘子对强制边界条件的作用及无网格伽辽金方法在权函数参数变化时的收敛特性 。 展开更多

关键词 无网格伽辽金方法 移动最小二乘原理 拉格朗日乘子 无网格伽辽金-有限元耦合

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砂土液化变形的有限元-无网格耦合方法 被引量：5

3

作者 荚颖 唐小微 栾茂田 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2643-2647,2654,共6页

通过构造Biot固结理论u-p方程的无网格伽辽金-有限元耦合方法,对砂土液化变形问题进行了数值模拟。对于饱和砂土,采用Oka等提出的弹塑性本构模型,同时采用更新的Lagrange计算格式推导了控制方程。耦合方法能够发挥有限元和无网格各自的... 通过构造Biot固结理论u-p方程的无网格伽辽金-有限元耦合方法,对砂土液化变形问题进行了数值模拟。对于饱和砂土,采用Oka等提出的弹塑性本构模型,同时采用更新的Lagrange计算格式推导了控制方程。耦合方法能够发挥有限元和无网格各自的优点,既避免了由于单元变形扭曲而引起的计算中断,也可节约计算时间,算例验证了该方法在地震液化问题中的有效性。 展开更多

关键词 有限元 无网格法 耦合 伽辽金法

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小波-伽辽金有限元法及其在电磁场数值计算中的应用 被引量：11

4

作者 杨仕友 倪光正 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期56-61,共6页

在分析国内外的研究现状，综合前人工作的基础上，将一般紧支集正交小波应用于电磁场的数值分析和计算。首先，导出了适用于含多种媒质边值问题数值计算的小波－伽辽金有限元模型，然后给出了一种新的处理一般边界条件的通用方法，最后... 在分析国内外的研究现状，综合前人工作的基础上，将一般紧支集正交小波应用于电磁场的数值分析和计算。首先，导出了适用于含多种媒质边值问题数值计算的小波－伽辽金有限元模型，然后给出了一种新的处理一般边界条件的通用方法，最后提出了小波－伽辽金有限元法中任意点关联系数值精确的时域计算方法。计算实例表明：与现有其它有限元类算法相比较，文中算法具有数值解精度高、剖分简便、灵活，并能提供整体任意给定精度分层解等优点。 展开更多

关键词 有限元法 小波-伽辽金法 电磁场 数值计算

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无网格-有限元直接耦合法 被引量：6

5

作者 贾亮 黄其青 殷之平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期337-341,共5页

基于广义单元概念,发展了一种无网格-有限元耦合的新方法,即无网格-有限元直接耦合法。该方法将有限元、无网格中数值意义上的单元定义为广义单元,利用在每一个单元内假设的形函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。与其它耦合... 基于广义单元概念,发展了一种无网格-有限元耦合的新方法,即无网格-有限元直接耦合法。该方法将有限元、无网格中数值意义上的单元定义为广义单元,利用在每一个单元内假设的形函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。与其它耦合方法相比较,该方法既不需要构造过渡区形函数,又不增加额外的计算量。数值算例表明该方法具有效率高、简便实用的特点。 展开更多

关键词 广义单元 形函数 无网格-有限元直接耦合

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刚塑性成形模拟中有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法

6

作者 李迪 李旭 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期874-878,共5页

利用有限元法分析金属的刚塑性问题时,在变形的高梯度区域单元容易严重畸变,这极大地降低了分析精度。在刚塑性有限元方法的框架中,文中根据计算增量步的网格质量,提出金属刚塑性有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法,在单元严重畸变... 利用有限元法分析金属的刚塑性问题时,在变形的高梯度区域单元容易严重畸变,这极大地降低了分析精度。在刚塑性有限元方法的框架中,文中根据计算增量步的网格质量,提出金属刚塑性有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法,在单元严重畸变的区域转换为无网格迦辽金法进行计算。数值实例表明:算法在很大程度上既保持了有限元法的计算效率,又能够发挥无网格迦辽金法分析金属刚塑性问题的计算精度,而且能够抑制金属刚塑性有限元法在变形的高梯度区域容易产生网格畸变、无网格迦辽金法计算效率低的缺点。 展开更多

关键词 刚塑性成形 有限元法 无网格迦辽金法 耦合法

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含孔功能梯度压电材料板的力电耦合无网格伽辽金法 被引量：6

7

作者 孟广伟 王晖 +2 位作者 周立明 李锋 李霄琳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4015-4020,共6页

为提高含孔功能梯度压电材料板的计算精度,基于变分原理和功能梯度压电材料的本构关系、几何关系、边界条件等,推导出功能梯度压电材料的无网格方程,提出含孔功能梯度压电材料板的力电耦合无网格伽辽金法。求解含孔功能梯度压电材料板... 为提高含孔功能梯度压电材料板的计算精度,基于变分原理和功能梯度压电材料的本构关系、几何关系、边界条件等,推导出功能梯度压电材料的无网格方程,提出含孔功能梯度压电材料板的力电耦合无网格伽辽金法。求解含孔功能梯度压电材料板的力学问题,研究孔边环向应力分布及力电集中问题,讨论材料参数按某一方向呈指数函数梯度变化时功能梯度压电材料的力学响应,与ANSYS计算结果进行比较,数值算例结果表明本方法正确可行且具有较高的精度,可求解任意梯度函数的功能梯度压电材料问题。 展开更多

关键词 功能梯度压电材料 无网格伽辽金法 力电耦合

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三峡升船机船-水-厢耦合系统的非线性有限元时域计算 被引量：3

8

作者 阮诗伦 程耿东 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期290-295,共6页

根据三峡升船机船厢的受力特点,在船厢的纵剖面上建立了非线性水波方程和船-水-厢的耦合运动方程。对非线性水波方程利用摄动理论进行分解得到一阶方程和二阶方程,然后运用伽辽金法得到耦合的有限元离散方程,结合精细积分法进行时域计... 根据三峡升船机船厢的受力特点,在船厢的纵剖面上建立了非线性水波方程和船-水-厢的耦合运动方程。对非线性水波方程利用摄动理论进行分解得到一阶方程和二阶方程,然后运用伽辽金法得到耦合的有限元离散方程,结合精细积分法进行时域计算。计算采用平面八节点等参单元,并给出了若干算例。 展开更多

关键词 三峡升船机 船-水-厢耦合系统 受力特点 非线性水波方程 摄动理论 伽辽金法 精细积分法

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基于积分弱形式的无网格—有限元法耦合方法研究

9

作者 贾亮 黄其青 +1 位作者 刘进征 王锋 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期274-278,共5页

无网格伽辽金法是基于移动最小二乘法的一种求解偏微分方程非常有效的方法,但是对于一些规模较大的问题,其计算费用较高,将无网格法与有限元耦合可以极大提高求解效率。文中根据D.Hegen提出的基于积分弱形式耦合方法,进一步明确处理耦... 无网格伽辽金法是基于移动最小二乘法的一种求解偏微分方程非常有效的方法,但是对于一些规模较大的问题,其计算费用较高,将无网格法与有限元耦合可以极大提高求解效率。文中根据D.Hegen提出的基于积分弱形式耦合方法,进一步明确处理耦合区域部分的数学、物理意义,有效地引入一个综合控制因子反映权函数的紧支性,并经算例验证方法的正确性及控制因子的有效性。 展开更多

关键词 无网格伽辽金法 无网格-有限元耦合 控制因子

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接触问题的自适应无网格伽辽金方法 被引量：4

10

作者 张征 刘更 刘天祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期2868-2873,共6页

针对接触问题提出了基于应变能梯度的自适应无网格伽辽金方法。通过对自适应无网格伽辽金方法的原理讨论,给出了基于背景网格的误差估计方法,并对自适应求解流程进行了阐述。研究了无网格节点加密技术和自适应搜索半径等关键技术。编程... 针对接触问题提出了基于应变能梯度的自适应无网格伽辽金方法。通过对自适应无网格伽辽金方法的原理讨论,给出了基于背景网格的误差估计方法,并对自适应求解流程进行了阐述。研究了无网格节点加密技术和自适应搜索半径等关键技术。编程求解了圆柱体接触问题,并与理论解和均匀密化数值解进行比较,给出了接触计算中合理的参数范围,对真实粗糙表面接触问题进行了计算,计算结果表明,在相当计算精度下,自适应加密计算耗时仅为同等整体加密计算的18.6%。 展开更多

关键词 无网格伽辽金-有限元耦合方法 自适应 应变能 接触

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基于无网格局部彼得罗夫伽辽金方法的点采样曲面滤波 被引量：1

11

作者 秦红星 杨杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期584-590,共7页

针对点云数据的几何处理需要建立三角网格以及不能保护尖锐特征的问题,提出了基于局部彼得罗夫伽辽金(Petrov-Galerkin)法的完全无网格点采样曲面滤波方法.该方法不需要重建局部或全局三角形网格,也不需要全局参数化,而是通过在采样点... 针对点云数据的几何处理需要建立三角网格以及不能保护尖锐特征的问题,提出了基于局部彼得罗夫伽辽金(Petrov-Galerkin)法的完全无网格点采样曲面滤波方法.该方法不需要重建局部或全局三角形网格,也不需要全局参数化,而是通过在采样点处建立局部切空间,根据各项异性扩散方程在局部切空间中为每一采样点建立局部对称弱形式,然后根据局部对称弱形式组装质量矩阵和刚度矩阵,最后通过迭代方法解稀疏线性系统实现滤波.实验结果表明,基于无网格局部彼得罗夫伽辽金法的滤波方法在滤波的同时可以保护尖锐几何特征,取得的效果可以与传统的有限元方法相媲美. 展开更多

关键词 点采样曲面 各项异性扩散方程 无网格局部彼得罗夫伽辽金法 有限元方法

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风-浪联合作用下斜拉-悬索协作体系桥车-桥耦合振动仿真研究

12

作者 祝兵 员帅伟 +1 位作者 王浩宇 殷瑞涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期23-31,共9页

为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建... 为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建立列车动力学模型,利用重叠网格技术,模拟车-桥耦合系统在不同风速和车速下的气动荷载,采用FLOW-3D软件计算桥梁下部复合基础的规则波浪荷载,建立风-浪联合作用下的车-桥耦合振动模型,分析波高、风速和车速对车-桥耦合系统动力响应的影响规律。结果表明:在风-浪-车-桥耦合系统中,列车各动力学指标均随波高增大而增大,桥梁跨中横向位移随波高增大而显著增大,而跨中竖向位移几乎不受影响;列车各动力学指标均随风速提高而显著增大,桥梁跨中竖向位移随风速提高而减小;列车各动力学指标均随车速增大而增大,桥梁跨中横向位移和横向加速度不随车速改变而显著变化,桥梁竖向位移和竖向加速度随车速提高而显著增大。 展开更多

关键词 斜拉-悬索协作体系桥 公路铁路两用桥 跨海桥梁 风-浪联合作用 车-桥耦合振动 重叠网格技术 气动荷载 有限元法

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可压缩两相流固耦合模型的间断Galerkin有限元方法 被引量：2

13

作者 马天然 沈伟军 +1 位作者 刘卫群 Xu Hao 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2235-2245,共11页

认识多孔介质内多相流动和固体变形耦合特征是地下资源开发利用的关键问题.针对这一问题,首先建立了考虑毛细压力和重力作用的可压缩两相渗流与孔隙介质变形耦合方程.在此基础上,推导了流体方程的非对称内罚Galerkin弱形式和固体变形方... 认识多孔介质内多相流动和固体变形耦合特征是地下资源开发利用的关键问题.针对这一问题,首先建立了考虑毛细压力和重力作用的可压缩两相渗流与孔隙介质变形耦合方程.在此基础上,推导了流体方程的非对称内罚Galerkin弱形式和固体变形方程的非完全内罚Galerkin弱形式.其次,通过对比一维Terzaghi固结问题的理论解和数值解,验证了间断Galerkin方法在计算流固耦合问题方面的可行性和准确性.然后,针对性开展了二维平面算例和考虑重力效应作用的三维算例,分析了加罚因子δs和δf对数值结果的影响.结果表明,随着气体的持续注入,气体饱和度和孔压增加,有效应力降低,继而引发多孔介质膨胀变形;气体在重力影响下上浮聚集于顶部边界;δs和δf的降低会导致流体和力学信息在局部出现不同程度的波动,提高加罚因子可以有效抑制有限元函数在跨越单元时的不连续性. 展开更多

关键词 两相流 固体变形 流固耦合 加罚因子 数值模拟 间断伽辽金有限元

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气动力热作用下飞行器结构分析的分区耦合CG/DG有限元方法 被引量：1

14

作者 赵建宁 魏东 +2 位作者 杜雁霞 刘冬欢 桂业伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期67-78,I0001,共13页

高超声速飞行器热防护结构中存在大量不同材料的装配界面,因此在结构热力耦合分析中会产生界面非完好接触、热力耦合等非线性效应。针对传统三维有限元方法在求解此类结构时存在的计算量大、计算效率低的问题,建立了适用于含搭接界面温... 高超声速飞行器热防护结构中存在大量不同材料的装配界面,因此在结构热力耦合分析中会产生界面非完好接触、热力耦合等非线性效应。针对传统三维有限元方法在求解此类结构时存在的计算量大、计算效率低的问题,建立了适用于含搭接界面温度场和热力耦合分析的分区连续/间断伽辽金有限元方法,充分考虑材料非线性以及温度和应力相关的接触热阻对结构热力耦合响应的影响,并编制相应的有限元计算软件,形成适应于工程大规模计算的含多材料搭接界面结构的三维传热、热力耦合问题研究的高效高精度计算能力,为我国新型高超声速飞行器热气动弹性特性预测及安全评估等提供研究手段和技术支撑。 展开更多

关键词 间断伽辽金 热力耦合 接触热阻 有限元方法

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测量模态不确定的梁式结构随机有限元模型修正 被引量：12

15

作者 陈辉 张衡 +1 位作者 李烨君 黄斌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期653-659,共7页

针对测量模态不确定导致的结构修正参数随机的实际情况,提出了一个随机模型修正方法.该方法以随机有限元法为基础,将结构修正参数表示为多变量非正交多项式展开式,建立了表达随机响应和待修正参数之间精确关系的随机模型修正方程.采用... 针对测量模态不确定导致的结构修正参数随机的实际情况,提出了一个随机模型修正方法.该方法以随机有限元法为基础,将结构修正参数表示为多变量非正交多项式展开式,建立了表达随机响应和待修正参数之间精确关系的随机模型修正方程.采用混合摄动-伽辽金方法对该方程进行求解,得到了修正参数的统计特征.数值算例表明,采用测量的前三阶竖向位移模态信息对结构参数进行修正,所提方法的修正结果与蒙特卡洛方法模拟结果一致,但耗时较少.采用修正参数计算得到的随机响应和测量结果吻合很好,验证了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 模型修正 随机结构 测量模态 高阶摄动-伽辽金 随机有限元

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组合网格法在电磁–机械耦合问题中的应用 被引量：7

16

作者 张宇 阮江军 +2 位作者 刘兵 甘艳 彭迎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第33期42-47,共6页

将组合网格法应用于电磁–机械耦合问题的分析,用粗网格剖分空气及源电流区,用细网格剖分运动导体区。该方法克服了常规一套有限元网格计算该类问题时需要网格重剖的麻烦。讨论了组合网格法的算法实施具体步骤,粗细网格间采用有限元方... 将组合网格法应用于电磁–机械耦合问题的分析,用粗网格剖分空气及源电流区,用细网格剖分运动导体区。该方法克服了常规一套有限元网格计算该类问题时需要网格重剖的麻烦。讨论了组合网格法的算法实施具体步骤,粗细网格间采用有限元方法反复迭代计算,粗网格的计算值通过插值矩阵映射到细网格的边界上,之后粗网格的场量通过细网格上计算的余量进行校正。指出由于网格不匹配产生的非协调误差和误差减小方法。在每一时间步,不需重新剖分而只需修改细网格的节点坐标值即可实现导体的运动。计算结果与TEAM标准问题28的实验结果进行比较得到了较好的一致性,验证了算法在处理该类问题时的有效性。 展开更多

关键词 组合网格法 有限元 运动 电磁-机械耦合

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无单元法(EFGM)——在岩土工程上有限元法的有力补充 被引量：8

17

作者 张延军 肖树芳 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期179-183,共5页

作为一种新的岩土工程数值计算方法,无网格伽辽金法具有局部化技术的无单元特性。该法与传统FEM相比,在精度和后处理等方面有着明显的计算优势。本文全面介绍了EFGM,并结合岩土工程领域中的土体固结变形问题,推导了EFGM的一维、二维固... 作为一种新的岩土工程数值计算方法,无网格伽辽金法具有局部化技术的无单元特性。该法与传统FEM相比,在精度和后处理等方面有着明显的计算优势。本文全面介绍了EFGM,并结合岩土工程领域中的土体固结变形问题,推导了EFGM的一维、二维固结问题的离散方程;同时对算例进行计算,将其结果与精确解和传统FEM解进行比较后,得出结论:精度是较高的,处理边界是准确的。尤其当与FEM联合使用时,既能发挥FEM的经验优势,又能体现EFGM的无网格特点,计算效果十分显著,因此,EFGM是FEM的有力补充。 展开更多

关键词 无网格伽辽金法 固结方程 FEM-EFGM耦合方法

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爆炸冲击载荷作用下流固耦合数值模拟 被引量：9

18

作者 郭攀 刘君 武文华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期283-287,共5页

建立了基于位移相等条件的流固耦合数值模拟程序框架,通过串联弱耦合方式对爆炸冲击波作用下流固耦合效应进行数值模拟.其中非线性固体位移场采用基于Lagrange方法描述的时域间断伽辽金有限元方法进行处理.基于修正弹簧近似的非结构动... 建立了基于位移相等条件的流固耦合数值模拟程序框架,通过串联弱耦合方式对爆炸冲击波作用下流固耦合效应进行数值模拟.其中非线性固体位移场采用基于Lagrange方法描述的时域间断伽辽金有限元方法进行处理.基于修正弹簧近似的非结构动网格新技术,非定常流场采用格心格式的有限体积方法进行求解.数值模拟结果表明:该文所发展的弱耦合分析程序在流固耦合数值模拟过程中具有可靠的计算精度.同时,程序对于爆炸强间断气动冲击载荷冲击作用下固体变形引起流场的反射和叠加效应,以及流场变化引起复杂的固体响应具有良好的耦合求解能力. 展开更多

关键词 时域间断伽辽金有限元法 爆炸冲击波 有限体积法 非结构动网格

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改进EFG法用于旋转梁的刚柔耦合动力学研究 被引量：3

19

作者 谢丹 蹇开林 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期527-534,共8页

采用全域插值广义移动最小二乘(IGMLS)的改进无网格伽辽金(EFG)法,对旋转中心刚体-柔性梁系统的刚柔耦合动力学特性进行研究。利用考虑了柔性梁横向变形引起的非线性耦合项的一次近似耦合模型,根据Hamilton原理和EFG离散方法得到刚柔耦... 采用全域插值广义移动最小二乘(IGMLS)的改进无网格伽辽金(EFG)法,对旋转中心刚体-柔性梁系统的刚柔耦合动力学特性进行研究。利用考虑了柔性梁横向变形引起的非线性耦合项的一次近似耦合模型,根据Hamilton原理和EFG离散方法得到刚柔耦合系统的无网格动力学离散方程。在大范围运动未知的情况下,采用数值方法对刚柔耦合系统进行动力响应的仿真计算,并对EFG法的主要影响因素进行了讨论分析。通过与有限元法的数值计算结果对比,验证EFG法用于刚柔耦合系统动力学研究的有效性及可行性,并为无网格法用于更复杂的柔性多体动力学的研究提供了理论依据。 展开更多

关键词 多体动力学 刚柔耦合 旋转梁 无网格伽辽金(EFG)法 广义移动最小二乘(GMLS)

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无网格MLPG法求解轴对称弹性体扭转问题 被引量：1

20

作者 郑健龙 杨建军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期283-287,327-328,共5页

应用无网格局部彼得洛夫-伽辽金法(MLPG)研究轴对称弹性体扭转问题,给出了矩阵形式的控制方程,发展了MLPG求解轴对称体弹性扭转问题的数值计算方法。算例分析表明:此方法对求解此类问题具有良好的适应性,数值解能达到理想的计算精度。

关键词 无网格法 局部彼得洛夫-伽辽金法 轴对称弹性体 扭转 数值解

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